Lenovo ThinkPad X13s im Test: Snapdragon 8cx Gen 3 im Benchmark

Den entscheidenden Unterschied zu anderen Notebooks von Lenovo und weiteren Herstellern machen allerdings weder Chassis oder Eingabegeräte noch das Display, sondern der verbaute Prozessor. Das ThinkPad X13s ist das weltweit erste Notebook mit Qualcomm Snapdragon 8cx Gen 3, den der Chip-Entwickler letztes Jahr im Dezember zum Snapdragon Tech Summit als Nachfolger des Snapdragon 8cx Gen 2 vorgestellt hat.

Design mit 2 × 4 Kernen

Der Snapdragon 8cx Gen 3 setzt das seit dem ersten 8cx genutzte Design aus zweimal vier Kernen fort, nutzt jedoch potentere Kerne, indem die von Arm als Prime-Cores designierte IP aus deutlich neuerer Generation stammt. Bis inklusive Snapdragon 8cx Gen 2 verwendete Qualcomm noch vier der alten Cortex-A76 und paarte sie mit vier Cortex-A55. Snapdragon 8c, 8cx und 8cx Gen 2 wurden bei TSMC in N7 gefertigt.

Nur Cortex-X1 und Cortex-A78

Der neue Snapdragon 8cx Gen 3 ist hingegen der Notebook-Ableger des für Smartphones konzipierten Snapdragon 888. Zum Einsatz kommen vier Arm Cortex-X1 mit bis zu 2,995 GHz und vier Cortex-A78 mit bis zu 2,4 GHz. Qualcomm verzichtet damit vollständig auf Efficiency-Kerne wie den Cortex-A510 und setzt nur auf Prime- und Performance-Cores, was die Ausrichtung des Chips auf die Oberklasse verdeutlicht. Die Fertigung erfolgt wie beim Snapdragon 888 in 5LPE von Samsung.

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Notebook-Chip hinkt eine Generation hinterher

Analog zu Apples M- und A-Prozessoren basiert Qualcomms Notebook-Chip damit auf dem eine Generation zuvor präsentierten Smartphone-Chip. Wo der M1 die Cores des A14 und der M2 die Cores des A15 nutzt, entspricht der Snapdragon 8cx Gen 3 einem stark aufgebohrten Snapdragon 888 und nicht schon dem Snapdragon 8 Gen 1. Unglücklich in der Konstellation bei Qualcomm ist, dass der Snapdragon 8cx Gen 3 im Rahmen desselben Events parallel zum Snapdragon 8 Gen 1 vorgestellt wurde, der bei den Kernen mit Arm Cortex-X2 und Cortex-A715 bereits eine Generation weiter ist.

Nuvia-CPU steht vor der Tür

Die Diskrepanz wird sich nach bisheriger Planung jedoch über die kommenden Jahre automatisch auflösen, sobald mit den Nuvia-Kernen wieder eigene Custom-Designs für die CPU-Kerne zum Einsatz kommen. Sofern die Klage durch Arm die Entwicklung nicht ausbremst, könnten schon nächstes Jahr die ersten Lösungen für Notebooks von Qualcomm vorgestellt werden. Mit Nuvia will Qualcomm eine „Next-Gen-CPU“ entwickeln, die bei Leistung und Effizienz alles von AMD, Apple und Intel schlagen soll. Parallel dazu soll die eigene Adreno-GPU auf das Niveau diskreter Grafikkarten skaliert werden und laut Qualcomm-CEO die Führung bei Leistung pro Watt übernehmen.

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Der Snapdragon 8cx Gen 3 ist ein reiner „AP“, also nur ein „Application Processor“ und damit kein „MSM“ nach der Terminologie von Qualcomm, weil kein Modem in das SoC integriert ist. Für mobiles Internet ist das ThinkPad X13s deshalb auf ein WWAN-Modul wie das verbaute mit Snapdragon-X55-Modem angewiesen, das 2G bis 5G abdeckt.

Mehr RAM als bei Apple

Beim Speicherinterface übernimmt Qualcomm von den beiden unterstützten Standards im Snapdragon 888 lediglich jenes für LPDDR4X-4266 statt LPDDR5-6400, arbeitet dabei aber mit acht anstelle von vier 16-Bit-Kanälen und kommt so auf knapp über 68 GB/s, die zuvor jedoch bereits vom Snapdragon 8cx Gen 2 erreicht wurden. Im ThinkPad X13s sind mindestens 16 GB RAM verbaut, optional sind wie beim Testgerät bis zu 32 GB möglich. Das ist jeweils mehr, als Apple beim M1 mit bis zu 16 GB oder beim M2 mit bis zu 24 GB anbieten kann.

Kompakte SSD lässt sich tauschen

Bei der SSD vertraut Lenovo auf das Modell CL4-4D1024-Q79 der Solid State Storage Technology Corporation (PDF), eines Tochterunternehmens von Kioxia. Die PCIe-Gen4-x4-SSD kommt im Format M.2 2242 daher und lässt sich austauschen, nachdem der Unterboden und ein Kühlkörper entfernt wurden, der auch das WWAN-Modul kühlt.

Laut Hersteller soll die SSD sequenziell bis zu 3.700 MB/s lesen und bis zu 2.600 MB/s schreiben können, im CrystalDiskMark 8.0.4 wurden aber nur 3.200 MB/s und 1.900 MB/s ermittelt. Beides sind dennoch gute Werte, die allerdings bereits von besseren PCIe-Gen4-SSDs und insbesondere von neueren PCIe-Gen5-Modellen übertroffen werden.

Die Leistung bleibt mittelmäßig

So groß der Sprung vom Cortex-A76 und Cortex-A55 auf den Cortex-X1 und Cortex-A78 auf dem Papier auch sein mag, so enttäuschend, weil mittelmäßig sind letztlich doch die ermittelten Benchmark-Ergebnisse des Snapdragon 8cx Gen 3. Aktuelle Ryzen 6000U fürs Notebook sind ein Drittel schneller im Single-Core-Geekbench, für Intel Alder Lake beträgt der Vorsprung über 50 Prozent. Annähernd gleichauf liegt nur ein älterer Ryzen 7 4800U, der im Multi-Core-Test dann allerdings davonzieht. Der Core i7-1280P ist 84 Prozent schneller, ein Core i7-12700H liefert mehr als doppelt so viel Leistung.

Bei den klassischen App-Benchmarks nimmt der Snapdragon 8cx Gen 3 stets den letzten Platz unter den in einem neuen Benchmark-Parcours getesteten Notebooks ein – weitere Modelle folgen künftig. Der Prozessor ist schlichtweg stets signifikant langsamer als das, was AMD und Intel derzeit anbieten. Das trifft selbst dann auf den Arm-Prozessor zu, wenn er mittels Hardware-Beschleunigung eigentlich eher mit der Konkurrenz mithalten müsste. Bei der Nutzung von HandBrake mit Media Foundation als Hardware-Encoder für Arm-Geräte rendert der Snapdragon 8cx Gen 3 ein 4K60-H.264-Video innerhalb von 4 Minuten zu H.265. Das Problem: Die Mitbewerber sind in der Hälfte der Zeit oder weniger damit fertig.

Windows 11 für Arm ist eine Großbaustelle

Problematisch ist allerdings nicht nur das Tempo für sich alleine betrachtet, auf zahlreiche Benchmarks respektive Alltagsanwendungen muss man als weitere Herausforderung zudem schlichtweg verzichten, weil sie nicht lauffähig unter Windows 11 für Arm sind. Nur weil Microsoft nicht nativ für Arm entwickelte 32- und 64-Bit-Apps theoretisch für die neue Plattform emulieren kann, heißt das noch lange nicht, dass das reibungslos funktioniert oder jeder App-Anbieter mit sich machen lässt. Und selbst wenn eine App zunächst läuft, sind Fehler am laufenden Band keine Seltenheit. Ein paar Beispiele.

Agisoft Metashape, eine App für die Photogrammetrie, lädt zunächst einen Ordner voller Bilder und startet mit deren Anordnung im dreidimensionalen Raum, stürzt dann aber gerne unverhoffter Dinge mit einem Bluescreen ab. Die Adobe Creative Cloud startet mit einer Fehlermeldung, dass sie nicht auf der Arm-Plattform lauffähig sei. Als das Programm dann doch startet, werden lediglich Lightroom und Photoshop zum Download angeboten, sodass Premiere Pro nicht für Benchmarks genutzt werden kann. Adobe hat bislang nur zwei Apps für Arm freigegeben. Bei Blender startet die Anwendung überhaupt nicht, während GFXBench lediglich bis zum Startbildschirm kommt und dort mit einer Fehlermeldung abbricht, dass die Server des Unternehmens nicht erreichbar seien – sind sie aber, wie Tests auf x86-Rechnern sowie unter Android und iOS zeigen. Nur unter Windows 11 für Arm will die App nicht korrekt laufen. HandBrake funktioniert lediglich mit Hardware-, aber nicht mit Software-Encoder. Der PCMark 10 verweigert den Dienst mangels Kompatibilität und stürzt letztlich bei einem forcierten Start über die Kommandozeile mitten im Benchmark ab. Auch der y-cruncher zur Berechnung mathematischer Konstanten bricht mittendrin mit einem Fehler ab.

Probleme bereitet die Inkompatibilität zu vielen bekannten Apps auch bei der Analyse zum Taktverhalten und Verbrauch des SoCs. Letzteren kann man praktisch nicht ermitteln, weil bekannte Tools wie AIDA64, CPU-Z oder der (normalerweise) Alleskönner HWiNFO keinerlei wichtige Daten zum Snapdragon 8cx Gen 3 auslesen können. Für den Takt eignet sich deshalb am ehesten noch der klassische Taskmanager unter Windows.

Taktverhalten unter Last laut Taskmanager

Im Cinebench R23 Single-Core kommen die Cortex-X1 des Chips mit 2,96 GHz noch am ehesten an die von Qualcomm beworbenen bis zu 3,0 GHz heran, das tatsächliche Maximum liegt aber ohnehin bei 2,995 GHz. Der gleiche Test im Multi-Core zeigt Taktraten von maximal 2,76 GHz, die sich bei 2,71 GHz einpendeln. HandBrake wiederum erreicht bei der Hardware-Encodierung bis zu 2,87 GHz und lastet die GPU dabei parallel zu 45 Prozent aus. IrfanView nutzt für das Skalierung von JPG-Dateien nur einen Kern, der auf 2,90 GHz kommt.

Passive Kühlung für lautlosen Betrieb

Wie es dabei um den Verbrauch bestellt ist, lässt sich angesichts vollständig fehlender Tools nur mutmaßen. Der Snapdragon 8cx Gen 3 soll im oberen einstelligen Wattbereich liegen, nachweisen lässt sich das derzeit aber nicht. Den Snapdragon 8cx Gen 2 hatte Qualcomm selbst mit 7 Watt angegeben. Da auch der Snapdragon 8cx Gen 3 rein passiv gekühlt wird, wird dieses SoC in einem ähnlichen Bereich liegen. Der Apple M1 Pro im MacBook Pro 14" (Test) lag zum Vergleich im Cinebench R23 bei 5,5 Watt (Single) respektive 32 Watt (Multi), in HandBrake bei 40 Watt und in Blender bei 35 Watt. Auf so hohe Werte dürfte der Snapdragon 8cx Gen 3 jedoch bei weitem nicht kommen.

Adreno-GPU knackt 3-TFLOPS-Marke

Angaben zur Grafikleistung in TFLOPS macht Qualcomm nicht, stattdessen ist lediglich von einem Sprung von 60 Prozent im Vergleich zur vorherigen Generation die Rede. Ausgehend vom Snapdragon 8cx Gen 2 mit 2,08 TFLOPS kann man von 3,33 TFLOPS für die Adreno-GPU des Snapdragon 8cx Gen 3 ausgehen. Zum Vergleich: Der M1 mit 8 GPU-Kernen kommt auf 2,61 TFLOPS, der M1 Pro mit 16 GPU-Kernen auf 5,22 TFLOPS. Im M1 Ultra skaliert Apples GPU auf bis zu 20,88 TFLOPS.

Relevant ist die Gaming-Leistung nüchtern betrachtet allerdings kaum, denn auch bei Spielen muss man an vielen Stellen mit Fehlern und Abstürzen rechnen. Leistung für ältere oder weniger anspruchsvolle Titel ist grundsätzlich zur Genüge vorhanden, um diese Games in Full-HD-Auflösung mit 60 FPS bei mittleren Details zu spielen. Spiele wie F1 2020, Tomb Raider oder das ältere Batman: Arkham City geben den internen Benchmarks zufolge durchschnittliche FPS von 50 bis 60 FPS aus und beweisen damit, dass eine Adreno-GPU auch mit Desktop-Titeln zurechtkommt.

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Abstürze auch in Spielen

Problematisch ist eher, ob man überhaupt in den Spielgenuss kommt oder auf dem Weg dahin durch wiederkehrende Abstürze schlichtweg davon abgehalten wird. In F1 2020 bedurfte es im Test gut ein halbes Dutzend Versuche, bis man als Spieler das Hauptmenü erblicken durfte. Bis dann der Benchmark gestartet werden konnte, musste man sich immer wieder mit kryptischen Fehlermeldungen der Ego-Engine und Abstürzen auseinandersetzen. Tomb Raider lief nach anfänglichen Startschwierigkeiten doch problemfrei und das ältere Batman: Arkham City machte von Anfang an keine Sorgen.

In Benchmarks wie dem Wild Life Extreme Unlimited kommt die Adreno-GPU auf 3.084 Punkte unter Verwendung von DirectX 12. Ein iPhone 13 Pro Max mit A15 erzielt hier rund 2.000 Punkte mit Metal-API. Qualcomm landet speziell in diesem Test zudem zwischen der Radeon 660M und 680M der aktuellen Ryzen 6000U. Die ältere integrierte Vega8 des Ryzen 7 4800U schneidet schlechter ab, eine Iris Xe aus Alder Lake-P/H oder die Radeon 680M eines Ryzen 6000H hingegen besser. Sobald aber eine diskrete Grafiklösung im Notebook steckt, hat die Adreno-GPU von Qualcomm keinerlei Chance mehr.

Im anspruchsvolleren Time-Spy-Benchmark rutscht der Snapdragon 8cx Gen 3 hinter die Vergleichsgeräte, selbst wenn sie wie bei den Ryzen-4000U-Geräten einer älteren Generation angehören. Die diskreten Grafiklösungen von AMD und Intel liefern teils mehr als die zehnfache Leistung. Will Qualcomm die aktuell stärkste Lösung des Unternehmens mit Nuvia wirklich auf das gleiche Leistungsniveau skalieren, bedarf es deutlich größerer Lösungen, die dann allerdings auch in einer entsprechend höheren Verbrauchsklasse spielen werden.

Linux-Support ist noch Proof of Concept

Das ThinkPad X13s gehört nicht zum Linux-Programm von Lenovo und Linux ist darauf noch nicht offiziell lauffähig. Es gibt aber ein Proof of Concept aus dem Linux-Team von Lenovo, den Mark Pearson, Technical Lead Lenovo Linux PC, im August zur DebConf 22 gezeigt hat. Dabei ist zu sehen, dass das Projekt aus der Zusammenarbeit von Lenovo, Arm und Linaro ein lauffähiges Debian zum Vorschein brachte. Es sei aber noch sehr viel zu tun, erklärte Pearson, denn aktuell funktioniere weder Audio noch Wi-Fi, zudem sei das Power-Management unzuverlässig und bei der Kamera sei sich das Team unsicher, ob man diese überhaupt zum Laufen bekomme.

Der Chef-Entwickler des Projekts aus Pearsons Team habe den aktuellen Stand bereits gegenüber Qualcomm präsentiert und das Unternehmen sich interessiert an der Umsetzung gezeigt. Das verlinkte Video, das nicht extern eingebunden werden kann, zeigt den Vortrag von Pearson ab der Präsentation zum ThinkBook X13s.